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Analysis on special two-phase flow instabilities at full power natural circulation reactor condition

  • Y. J. Zhang , X. T. Yang und S. Y. Jiang
Veröffentlicht/Copyright: 2. Mai 2013
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Abstract

The experiments were performed on the test loop HRTL-5, which simulates the geometry and system design of the 5 MW nuclear heating reactor. In a wide range of inlet sub-cooling various flow instabilities were observed at p = 0.1 MPa and p = 1.5 MPa. Because of the different geometry design and operating conditions between the heating reactors and the boiling water reactors, the flow behavior presents great difference. Analysis shows: (1) under heating reactor conditions, sub-cooled boiling, condensation and void flashing are the fundamental thermodynamic processes; (2) sub-cooled boiling, condensation, void flashing and the compressibility of the steam space play an important role in the flow instabilities of the natural circulation system; (3) sub-cooled boiling instability, flashing instability, and flow excursion are the special instabilities at nuclear heating reactor conditions.

Kurzfassung

Die Experimente wurden durchgeführt an der Testanlage HRTL-5, die die Geometrie und den Systemaufbau des 5 MW Heizreaktors simuliert. Über einen weiten Bereich der Eintrittsunterkühlung wurden verschiedene Strömungsinstabilitäten bei p = 0.1 MPa undp = 1.5 MPa beobachtet. Wegen der Unterschiede im geometrischen Aufbau und bei den Betriebsbedingungen zwischen Heizreaktoren und Siedewasserreaktoren ist das Strömungsverhalten sehr unterschiedlich. Die Analyse zeigt: (1) unter Heizreaktorbedingungen sind unterkühltes Blasensieden, Kondensation, und Blasenverdampfung die fundamentalen thermodynamischen Prozesse; (2) unterkühltes Blasensieden, Kondensation, Blasenverdampfung sowie die Kompressibilität des Dampfraumes spielen eine wichtige Rolle bei den Strömungsinstabilitäten des Reaktors mit Naturumlauf system; (3) Instabilitäten durch unterkühltes Blasensieden, Blasenverdampfung und Strömungsexkursion sind Spezialfälle unter Heizreaktorbedingungen.

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Received: 2004-6-29
Published Online: 2013-05-02
Published in Print: 2004-08-01

© 2004, Carl Hanser Verlag, München

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